一种电动汽车用驱动主动短路的控制方法和装置与流程

1.本发明属于电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车用驱动主动短路的控制方法和装置。


背景技术：

2.随着现代电动汽车技术的迅速发展，800v纯电动汽车是目前电动汽车市场的新趋势，现有市场上电动汽车多为400v，配套设施，充电桩一般为400v标准。为推动800v平台的市场应用，800v驱动平台多配备boost(升压)充电功能以解决电池充电问题，同时为节约成本，驱动模式与boost充电模式共用控制器及功率模块，利用电机线圈做为boost充电模式充电电感，在这样的前提下车辆有三种工况会影响到控制器的控制策略，分别是驱动模式、升压充电模式和拖车模式，这对控制器如何在三种模式下实现安全可靠的控制，尤其在故障情况下控制器无法区分当前为驱动、升压还是拖车模式，仍然能做出有效的应对带来了新挑战，同时为解决充电问题通常要配置功率分配单元(power distribution unit，pdu)，因该单元为高压单元，为保证pdu的可靠、安全，需要pdu管理模块，通常由控制器管理若干电磁阀并对高压通路各个节点进行电压监控。
3.800v平台在市场上仍属于新技术，在400v平台上的主动短路控制解决方案目前无法兼顾升压充电模式，故障工况不能解决升压充电模式下系统进入主动短路状态，即进入asc，给高压驱动模块带来失效风险，目前市场上尚未有明确的解决方案。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明采用的技术方案是：一种电动汽车用驱动主动短路的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
5.pdu控制器同步输出主动短路安全状态使能信号和pdu继电器关断信号；
6.在车辆处于升压充电模式下发生故障时，通过pdu继电器关断信号使电机控制系统退出升压充电模式；
7.电机控制系统退出升压充电模式后，通过主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态。
8.可选地，主动短路安全状态使能信号通过延时电路滞后于pdu继电器关断信号传输。
9.可选地，在车辆处于升压充电模式的正常工况时，所述控制方法还包括以下步骤：pdu控制器输出pdu继电器启动信号，并同步输出至电机控制器，锁止主动短路安全状态的输出。
10.可选地，在车辆处于驱动模式下发生故障时，所述控制方法包括以下步骤：根据功能安全管理信号触发电机控制系统进入主动短路安全状态。
11.可选地，在车辆处于正常工况下的驱动模式时，所述控制方法还包括以下步骤：
12.pdu控制器输出的pdu继电器关断信号同步输出至电机控制器；
13.根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
14.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
15.可选地，在电机控制器与pdu控制器的接插件连接不可靠时，所述控制方法还包括以下步骤：
16.根据电机控制器的母线电压和当前车辆模式判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
17.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
18.可选地，在车辆处于拖车模式时，所述控制方法还包括以下步骤：
19.pdu控制器输出的pdu继电器关断信号同步输出至电机控制器；
20.根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
21.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
22.以及，一种电动汽车用驱动主动短路的控制装置，所述控制装置包括：
23.pdu管理单元，用于同步输出主动短路安全状态使能信号和pdu继电器关断信号，其中pdu继电器关断信号同步输出至电机控制器；
24.电机控制单元，用于根据pdu继电器关断信号使电机控制系统退出升压充电模式；
25.主动短路安全状态触发单元，用于在电机控制系统退出升压充电模式后，根据主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态。
26.可选地，所述控制装置还包括：
27.信号延时单元，用于使主动短路安全状态使能信号滞后于pdu继电器关断信号传输，以使在电机控制系统退出升压充电模式后，再根据主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态。
28.可选地，所述控制装置还包括：
29.主动短路安全状态锁止单元，用于在pdu管理单元输出pdu继电器启动信号时，锁止主动短路安全状态的输出。
30.可选地，所述控制装置还包括：
31.功能安全管理单元，用于在车辆处于驱动模式下发生故障时发出功能安全管理信号；
32.主动短路安全状态触发单元还用于根据功能安全管理信号触发电机控制系统进入主动短路安全状态。
33.可选地，所述控制装置还包括：
34.判断单元，用于在车辆处于正常工况下的驱动模式或拖车模式时，根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态。
35.可选地，所述判断单元还用于在电机控制器与pdu控制器的接插件连接不可靠时，根据电机控制器的母线电压及当前车辆模式判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态。
36.一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的驱动主动短路的控制装置。
37.本发明由于采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：解决了升压充电模式下电机控制器由于故障误进入主动短路安全状态(asc)，造成驱动模块损坏的风险；区分了拖车模式过压和升压充电模式过压，从而使硬件进入相应正确的保护模式；实现方式简单，避
免了由于复杂电路设计带来的逻辑风险，成本相对较低。
38.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1示出了根据本发明实施例的逻辑电路示意图；
41.图2示出了根据本发明实施例的信号输出电路示意图。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明实施例的电动汽车用驱动主动短路的控制方法，其中，包括步骤：pdu控制器同步输出主动短路安全状态使能信号和pdu继电器关断信号，其中pdu控制器输出的pdu继电器关断信号同步输出至电机控制器。
44.对不同工况的控制方法如下：
45.一、在车辆处于升压充电模式下发生故障时(处于过压状态)：
46.通过pdu继电器关断信号使电机控制系统退出升压充电模式；
47.电机控制系统退出升压充电模式后，通过主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态。
48.二、在车辆处于升压充电模式的正常工况时：
49.pdu控制器输出pdu继电器启动信号，并同步输出至电机控制器，锁止主动短路安全状态的输出。
50.三、在车辆处于驱动模式下发生故障，而产生过压状态时：
51.根据功能安全管理信号触发电机控制系统进入主动短路安全状态。
52.四、在车辆处于正常工况下的驱动模式时：
53.根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
54.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
55.五、在电机控制器与pdu控制器的接插件连接不可靠时：
56.根据电机控制器的母线电压和当前车辆模式判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
57.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
58.六、在车辆处于拖车模式时：
59.根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；
60.若是，则电机控制系统根据主动短路安全状态使能信号进入主动短路安全状态。
61.如图1示出的逻辑电路示意图，包括两路执行主动短路安装状态的电路，在第一条电路中，在发出故障信号时，即function fault信号，经过隔离单元s1和s2后，直接触发主动短路安全状态执行信号，即asc_ls_em信号；在第二条电路中，通过逻辑三态选通门ic1选择触发asc_ls_em信号。由于上述两条电路的输出结果一致，采用第一逻辑或门，降低电路复杂度。
62.如图2所示的信号输出电路示意图，pdu控制器的pdu管理mcu(pdu管理芯片)通过asc使能信号控制电路输出主动短路安全状态使能信号，即pdu_asc_en信号，同时通过pdu充电控制继电器接口电路输出充电控制继电器cb1的pdu继电器关断信号，从而实现同步输出pdu_asc_en和pdu继电器关断信号。
63.结合图1示出的逻辑电路示意图，上述多种工况具体逻辑如下：
64.在上述工况三中，当处于驱动模式下发生故障而产生过压状态，通过功能安全管理信号触发电机控制系统进入主动短路安全状态，功能安全管理信号即safe state信号；由于pdu_asc_en信号与safe state信号的逻辑一致，因此采用第二逻辑或门以降低电路复杂度。
65.在上述工况二中，pdu控制器输出pdu继电器启动信号，其中pdu继电器启动信号为逻辑高电平，逻辑高电平同步输出至电机控制器，电机控制器正常工作，此时未输出pdu_asc_en信号和safe state信号，逻辑三态选通门ic1处于截止状态，从而锁止主动短路安全状态的输出。
66.在上述工况一中，在车辆处于升压充电模式下发生故障时，pdu控制器同步输出pdu_asc_en信号和pdu继电器关断信号，pdu继电器关断信号为逻辑低电平，同步输出至电机控制器，使电机控制系统退出升压充电模式。pdu_asc_en信号通过延时电路滞后于pdu继电器关断信号传输，在经过隔离单元s1后，逻辑三态选通门导通，从而在升压充电模式下过压触发asc选通，即触发asc_ls_em信号。从而确保在升压充电模式下电机控制系统不会进入asc状态。
67.其中，如图1所示，延时电路为rc电路，做为滤波的同时也为信号提供延时，rc电路包括电阻r1、电阻r2和电容c1，其中r1的两端连接于pdu_asc_en信号和第二逻辑或门之间，r2的第一端连接于r1和pdu_asc_en信号之间，r2的第二端接地，c1的第一端连接于r1和第二逻辑或门之间，c1的第二端与r2的第二端连接。
68.在上述工况四、六中，车辆处于正常工况下的驱动模式或拖车模式时，pdu控制器输出pdu继电器关断信号，即逻辑低电平，同步输出至电机控制器，则根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态。
69.在上述工况五中，电机控制器与pdu控制器的接插件连接不可靠时，此时控制端口配置为低电平，由于车辆处于不同模式时，进入主动短路安全状态的电压阈值不一样，因此电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态受控于电机控制器的母线电压和当前车辆模式。
70.在上述工况四、五、六中，根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态，具体为：当处于驱动模式下电机控制器的母线电压超过第一阈值
电压时，触发电机控制系统进入主动短路安全状态；当处于拖车模式下电机控制器的母线电压高于设定的第二阈值电压时，触发电机控制系统进入主动短路安全状态。
71.如图1所示，vdc_s为电机控制器的母线电压，正常工况下逻辑三态选通门截止，vdc_s不能影响asc逻辑，拖车工况下低压测掉电以后，由于高压测有电(在车载驱动电机的控制系统里，低压指的是由车上12v或者24v电池供电的电子单元或电路，高压是动力电池，通常是380v-800v供电的电子模块和单元，由于两路供电系统不能有物理通路，隔离单元s1和s2即通过磁场耦合的方式实现高低压连接)，当vdc_s高于阈值时即可触发asc，即高速拖车可触发asc，以避免拖车模式下功率模块失效。
72.本发明实施例还提供一种电动汽车用驱动主动短路的控制装置，其所述控制装置包括：
73.pdu管理单元，用于同步输出主动短路安全状态使能信号和pdu继电器关断信号；
74.电机控制单元，用于根据pdu继电器关断信号使电机控制系统退出升压充电模式；
75.主动短路安全状态触发单元，用于在电机控制系统退出升压充电模式后，根据主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态；
76.信号延时单元，用于使主动短路安全状态使能信号滞后于pdu继电器关断信号传输，以使在电机控制系统退出升压充电模式后，再根据主动短路安全状态使能信号使电机控制系统进入主动短路安全状态；
77.主动短路安全状态锁止单元，用于在pdu管理单元输出pdu继电器启动信号时，锁止主动短路安全状态的输出；
78.功能安全管理单元，用于在车辆处于驱动模式下发生故障时发出功能安全管理信号；主动短路安全状态触发单元还用于根据功能安全管理单元输出的功能安全管理信号触发电机控制系统进入主动短路安全状态；
79.判断单元，用于在车辆处于正常工况下的驱动模式或拖车模式时，根据电机控制器的母线电压判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态；所述判断单元还用于在电机控制器与pdu控制器的接插件连接不可靠时，根据电机控制器的母线电压及当前车辆模式判断电机控制系统是否需要进入主动短路安全状态。
80.上述模块单元的功能和作用的实现过程，见上述本发明实施例的电动汽车用驱动主动短路的控制方法中对应步骤的实现过程，不再赘述。
81.本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述实施例的驱动主动短路的控制装置。
82.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。